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Java面试八股之怎么降低锁竞争

news 2025/11/7 4:31:32
  1. 怎么降低锁竞争

减少锁的持有时间： 尽量缩短线程持有锁的时间，只在必要时才获取锁，一旦操作完成立即释放锁。可以通过将同步代码块的范围缩小到最小必要程度来实现，避免在锁保护的代码块中执行耗时操作或等待操作，比如I/O操作。

降低锁的粒度： 将大对象或大范围的锁拆分为多个小对象或小范围的锁，即锁分段技术。例如，ConcurrentHashMap就采用了分段锁，将整个哈希表分割成多个段，每个段都有自己的锁，这样多个线程可以同时访问不同段的数据，减少了锁的竞争。

使用乐观锁与悲观锁： 乐观锁通过版本号或时间戳的方式减少锁的直接竞争，只有在更新数据时检查数据是否被其他线程修改过，如果未修改则更新成功，否则重试。悲观锁则假设最坏情况，总是加锁，相比之下，乐观锁可以减少不必要的锁等待时间。

使用非阻塞数据结构与算法： 例如java.util.concurrent包下的ConcurrentLinkedQueue、AtomicInteger等，这些类使用了CAS（Compare and Swap）等无锁算法，可以在不使用传统锁的情况下保证线程安全，从而避免了锁竞争。

锁粗化与锁消除： 锁粗化是指将多个连续的加锁操作合并为一个更宽的锁范围，减少锁的获取与释放次数。锁消除是JVM层面的优化，它能够在运行时分析代码，如果发现某些锁对象不可能被其他线程访问，则可以消除这些锁操作，减少不必要的竞争。

使用读写锁： ReadWriteLock允许多个读取者同时访问共享资源，但只允许一个写入者。当读操作远多于写操作时，读写锁可以显著提高并发性能，因为读操作之间不会相互阻塞。

并发容器： 利用ConcurrentHashMap、CopyOnWriteArrayList等并发容器，它们内部实现了高效的线程安全机制，减少了对外部显式锁的依赖。

条件判断与循环优化： 在使用循环等待锁或其他资源时，加入适当的条件判断以避免无休止的空等待，比如使用while循环而非if判断结合wait/notify机制。

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